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计算机网络Computer Networks 第 4 章 网络层 网络层协议 在传送用户数据的网络层执行的协议包括： Internet 协议第四版 (IPv4) Internet 协议第六版 (IPv6) Novell 互联网分组交换协议 (IPX) AppleTalk 无连接网络服务 (CLNS/DECNet) CLNS-Connectionless Network Service 无连接网络服务 Internet 协议（IPv4 和 IPv6）是使用最为广泛的第 3 层数据传输协议 监管ＩＰ地址分配的机构 编址是网络层协议的关键功能，可使位于同一网络或不同网络中的主机之间实现数据通信。Internet 协议第四版 (IPv4) 为传送数据的数据包提供分层编址。 IPv4 地址 二进制转换为十进制 基数为 10 的数制系统中位置记数法时，245 表示： 245 = (2 * 10^2) + (4 * 10^1) + (5 * 10^0) 在二进制数制系统中，基是 2,只有两个数字：0 和 1。 每个位置代表 2 的幂，幂次逐位增加。在 8 位二进制数中，各个位置分别代表以下数量： 2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0 128 64 32 16 8 4 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = 255 二进制转换为十进制 二进制转换为十进制 换算时请牢记以下步骤： 将 32 个比特位划分为 4 个二进制八位数。 将每个二进制八位数转换为十进制数。 在每个十进制数字之间添加“点”号。 每个 IPv4 网络的地址范围内都有三种类型的地址： 网络地址 - 指代网络的地址 广播地址 - 用于向网络中的所有主机发送数据的特殊地址 主机地址 - 分配给网络中终端设备的地址 Address IP Address 在 IPv4 网络中，主机可采用以下三种方式之一来通信： 单播 - 从一台主机向另一台主机发送数据包的过程 广播 - 从一台主机向该网络中的所有主机发送数据包的过程 组播 - 从一台主机向选定的一组主机发送数据包的过程 广播传输的典型应用场合包括： 将上层地址映射到下层地址 请求地址 通过路由协议交换路由信息 定向广播 定向广播是将数据包发送给特定网络中的所有主机。 例如，网络外部的主机要与 /24 网络中的主机通信，数据包的目的地址应为 55。 有限广播 有限广播只限于将数据包发送给本地网络中的主机。 例如， /24 网络中的主机将使用目的地址为 55 的数据包向所在网络中的所有主机广播。 组播传输包括： 视频和音频分发 按路由协议交换路由信息 软件分发 新闻供稿 IPv4 保留从 ---55 的特定地址块，供组播组编址之用。 公有地址和私有地址 一些地址块用于需要限制或禁止 Internet 访问的网络中。此类地址称为私有地址。 私有地址块是： 到 55 ( /8) 到 55 ( /12) 到 55 ( /16) 不需要自由访问 Internet 的主机可以无限制使用私有地址。 IPv4特殊地址 有一些地址因为各种原因而不能分配给主机。 网络地址和广播地址 默认路由：以 表示 IPv4 默认路由。在没有更具体的路由可用时，将默认路由作为“无限”路由使用。此地址的使用还保留 - 55 ( /8) 地址块中的所有地址。 环回：。环回是主机用于向自身发送通信的一个特殊地址。 链路本地地址：地址块 到 55 ( /16) 中的 IPv4 地址被指定为链路本地地址。在没有可用 IP 配置的环境中，操作系统可以自动将此类地址分配给本地主机。 TEST-NET 地址：地址块 到 55 ( /24) 保留供教学使用。这些地址可用在文档和网络示例中。与实验地址不同，网络设备的配置中能够接受此类地址。RFC 文档、厂商文档和协议文档中常常可以看到这些地址与域名 或 一起使用。此地址块中的地址不得出现于 Internet 上。 Classes of IP addresses Classes of IP addresses Class A Class B Class C IP Address 编址 有类系统的限制 有些组织的要求与这三类地址中任何一类都不太相符。地址空间的有类分配通常会浪费许多地址，从而耗尽可用的 IPv4 地址。例如，当一家公司的网络有 260 台主机时，就需要分配给其具有 65,000 个以上地址的 B 类地址。 我们目前使用的系统称为无类